ứng dụng viễn thám và gis thành lập bản đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ tỉnh thanh hóa

Với những lý do trên, học viên đã lựa chọn đề tài: “ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ TỈNH THANH HÓA” nhằm cung cấp một số thông tin và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐỊA LÝ

Nguyễn Thị Bích Hường

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN

ĐỀ PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ TỈNH THANH HÓA

Chuyên nghành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý

Mã số: 60.44.76

T ÓM T ẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS Nguyễn Đình Minh

Hà Nội – 2012

MỤC LỤC

CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

DANH MỤC CÁC HÌNH 8

MỞ ĐẦU 9

1 Tính cấp thiết của đề tài 9

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 10

3 Phạm vi nghiên cứu 10

4 Các phương pháp nghiên cứu 10

5 Cấu trúc luận văn 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ QLTHĐB 12

1.1 Khái quát về quản lý tổng hợp đới bờ 12

1.1.1 Định nghĩa về đới bờ 12

1.1.2 Định nghĩa về quản lý tổng hợp đới bờ 13

1.1.3 Nội dung phương pháp thực hiện và nghiên cứu QLTHĐB 14

1.2 Tổng quan về viễn thám, GIS và bản đồ chuyên đề 22

1.2.1 Tư liệu viễn thám 22

1.2.2 Những đặc trưng phản xạ phổ của các đối tựơng tự nhiên 26

1.2.3 Khái quát về hệ thông tin địa lý (GIS) 28

1.2.4 Tích hợp viễn thám và GIS 30

1.2.5 Khái quát về bản đồ chuyên đề 35

1.3 Tình hình nghiên cứu viễn thám và GIS trong việc thành lập bản đồ chuyên đề trên thế giới và Việt Nam 40

1.3.1 Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ chuyên đề trên thế giới 40

1.3.2 Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ chuyên đề ở Việt Nam 45

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ QLTHĐB TỈNH THANH HÓA 49

2.1 Tổng quan về phương pháp và quy trình công nghệ 49

2.2 Nội dung và phương pháp thực hiện 50

CHƯƠNG 3 MỘT SỐ BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ 62

QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ TỈNH THANH HÓA 62

3.1 Khái quát điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội tỉnh Thanh Hóa 62

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 62

3.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 68

3.2 Cơ sở dữ liệu thành lập bản đồ chuyên đề 72

3.2.1 Nhóm lớp dữ liệu nền địa lý 72

3.2.2 Nhóm lớp dữ liệu chuyên đề 79

3.3 Một số bản đồ chuyên đề khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa 82

3.3.1 Bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng 82

3.2.2 Bản đồ các vùng đất ngập nước 85

3.2.3 Bản đồ các vùng đô thị, khu công nghiệp và khai thác khoáng sản 87

3.4 Một số ứng dụng bản đồ chuyên đề thành lập khu vực tỉnh Thanh Hóa trong QLTHĐB 90

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

PHỤ LỤC 1 102

PHỤ LỤC 2 107

PHỤ LỤC 3 115

Envisat Environmental Satellite

HRVIR High-Resolution Visible Infra-Red

RADAR Radio Detection And Ranging

GDP Tổng sản phẩm quốc nội

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Cơ sở dữ liệu về điều kiện tự nhiên, tài nguyên và môi trường 16

Bảng 1.2: Các bản đồ chuyên đề cần thành lập phục vụ QLTHĐB 17

Bảng 1.3: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải trung bình 23

Bảng 1.4: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao 24

Bảng 1.5: Các thông số ảnh SPOT 25

Bảng 1.6: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải siêu cao 25

Bảng 3.1: Các huyện, thị xã ven biển tỉnh Thanh Hóa 63

Bảng 3.2: Kết cấu dân số, lao động các huyện thị ven biển Thanh Hóa 68

Bảng 3.3: Tình hình giáo dục, y tế các huyện thị ven biển Thanh Hóa 69

Bảng 3.4: Tốc độ tăng trưởng kinh tế của Thanh Hoá thời kỳ 2000 - 2008 70

Bảng 3.5: Các loại hình lớp phủ rừng khu vực đới bờ Thanh Hóa 92

Bảng 3.6: Diện tích các loại hình đất ngập nước khu vực ven biển Thanh Hóa 94

Bảng 3.7: Diện tích các vùng đô thị, khu công nghiệp và khai thác 96

khoáng sản ven biển Thanh Hóa 96

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên 26

Hình 1.2: Sơ đồ tích hợp GIS và viễn thám 32

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ chuyên đề 50

Hình 2.2: Tư liệu ảnh viễn thám SPOT2, năm 2009 51

Hình 2.3: Một số hình ảnh khảo sát ngoại nghiệp ven biển tỉnh Thanh Hóa 57

Hình 3.1: Sơ đồ vị trí tỉnh thanh Hóa 62

Hình 3.2: Phạm vi đới bờ tỉnh thanh Hóa 63

Hình 3.3: Điểm tọa độ cơ sở Quốc gia khu vực đới bờ Thanh Hóa 73

Hình 3.4: Dữ liệu đường địa giới khu vực đới bờ Thanh Hóa 74

Hình 3.5: Dữ liệu Ủy ban hành chính khu vực đới bờ Thanh Hóa 74

Hình 3.6: Dữ liệu đường bình độ khu vực đới bờ Thanh Hóa 75

Hình 3.7: Dữ liệu điểm độ cao khu vực đới bờ Thanh Hóa 76

Hình 3.8: Dữ liệu đường bờ khu vực đới bờ Thanh Hóa 77

Hình 3.9: Dữ liệu giao thông khu vực đới bờ Thanh Hóa 78

Hình 3.10: Dữ liệu cơ sở hạ tầng khu vực đới bờ Thanh Hóa 79

Hình 3.11: Dữ liệu về rừng ngập mặn 80

Hình 3.12: Dữ liệu về rừng kín lá rộng thường xanh 80

Hình 3.13: Dữ liệu về ĐNN khu vực đới bờ Thanh Hóa 81

Hình 3.14: Dữ liệu về các vùng đô thị, khu công nghiệp và khai thác khoáng sản khu vực đới bờ Thanh Hóa 81

Hình 3.15: Bảng chú giải bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng 83

Hình 3.16: Bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng khu vực đới bờ Thanh Hóa, 84

tỷ lệ 1:100000 84

Hình 3.17: Bản đồ các vùng đất ngập nước khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa, 86

tỷ lệ 1:100000 86

Hình 3.18: Bảng chú giải bản đồ các vùng đất ngập nước 87

Hình 3.19: Bảng chú giải các vùng đô thị, khu công nghiệp 88

và khai thác khoáng sản 88

Hình 3.20: Bản đồ các vùng đô thị, khu công nghiệp và khai thác khoáng sản đới bờ tỉnh Thanh Hóa, tỷ lệ 1:100000 89

Hình 3.21: Biểu đồ các loại hình lớp phủ rừng chính khu vực đới bờ Thanh Hóa 93 Hình 3.22: Hình ảnh tư liệu về lớp phủ rừng khu vực đới bờ Thanh Hóa 93

Hình 3.23: Một số loại hình ĐNN nhân tạo khu vực đới bờ Thanh Hóa 95

Hình 3.24: Tư liệu ảnh về các hoạt động trồng cói, nuôi tôm và làm muối khu vực ven biển Thanh Hóa 95

Hình 3.25 : Biểu đồ một số loại hình sử dụng đất vùng đô thị, khu công nghiệp và khai thác khoáng sản 97

Hình 3.26: Tư liệu ảnh về các hoạt động công nghiệp và phát triển khu vực 97

đới bờ tỉnh Thanh Hóa 97

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam có đường bờ biển chạy dài từ cực Bắc đến cực Nam của Tổ quốc, trong tổng số 63 tỉnh, thành phố của Việt Nam có gần một nửa số tỉnh, thành phố tiếp giáp với biển Nhiều thành phố lớn, khu du lịch, khu công nghiệp lớn và quan trọng, khai thác mỏ và khoáng sản, các hoạt động nuôi trồng thủy sản, giao thông vận tải và các hoạt động phát triển kinh tế quan trọng khác tập trung ở đới bờ

Tuy nhiên, cùng với các hoạt động sử dụng đất và phát triển kinh tế cũng kéo theo những tác động xấu đối với môi trường, làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên, gây tai biến thiên nhiên, Sự cân bằng giữa tăng trưởng kinh tế, bảo vệ môi trường và mục tiêu phát triển bền vững ngày càng bị đe dọa

Công tác quản lý tổng hợp đới bờ rất cần thiết và quan trọng đối với chính quyền địa phương các tỉnh, thành phố ven biển giúp quản lý và quy hoạch kinh tế -

xã hội, môi trường một cách có hiệu quả, đáp ứng nhu cầu quy hoạch tổng thể - khai thác nguồn lợi thiên nhiên hợp lý, phục vụ công cuộc xây dựng - phát triển bền vững kinh tế vùng ven biển

Thanh Hóa là một tỉnh ven biển, với đường bờ biển dài, lãnh hải rộng, có nhiều cửa lạch lớn, rất thuận lợi phát triển kinh tế biển Dân cư sống tập chung đông đúc ở các huyện thị vùng đồng bằng và ven biển Vì vậy, việc quản lý tổng hợp đới bờ nhằm mục tiêu phát triển bền vững vùng ven biển Thanh Hóa cũng là một trong những vấn đề vô cùng cần thiết và cấp bách

Ngày nay, việc sử dụng thông tin vệ tinh viễn thám trong nghiên cứu, giám sát trái đất trở thành một nhu cầu thiết yếu của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam Công nghệ khai thác thông tin vệ tinh đang thực sự phục vụ con người, mang lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực khoa học-công nghệ, phục vụ đời sống, sản xuất và kiểm soát tài nguyên - môi trường

Với những lý do trên, học viên đã lựa chọn đề tài: “ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ QUẢN LÝ TỔNG HỢP ĐỚI BỜ TỈNH THANH HÓA” nhằm cung cấp một số thông tin và hệ thống cơ

sở dữ liệu cần thiết và hữu ích phục vụ công tác QLTHĐB khu vực

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

* Mục tiêu:

Sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp với công nghệ GIS để thành lập một

số bản đồ chuyên đề phục vụ công tác QLTHĐB tỉnh Thanh Hóa, bao gồm các bản

đồ sau:

+ Bản đồ Hiện trạng lớp phủ rừng

+ Bản đồ Các vùng đất ngập nước

+ Bản đồ Các vùng đô thị, khu công nghiệp và khai thác khoáng sản

Các bản đồ được thành lập ở tỷ lệ 1: 100000, hệ tọa độ VN-2000 (lưới chiếu UTM, Elipxoid WGS-84, múi chiếu 60, kinh tuyến trục 1050)

- Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thành lập bản đồ chuyên đề trên

cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS

- Thu thập, tổng hợp tư liệu ảnh viễn thám, bản đồ và các tài liệu cần thiết khác và xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa

- Triển khai thử nghiệm thành lập các bản đồ chuyên đề hiện trạng lớp phủ rừng; các vùng đất ngập nước; các vùng đô thị, khu công nghiệp và khai thác khoáng sản phục vụ công tác quản lý tổng hợp khu vực đới bờ tỉnh Thanh Hóa

3 Phạm vi nghiên cứu

- Phần biển: bao gồm vùng biển ven bờ cách 06 hải lý trở vào của tỉnh

Thanh Hóa

- Phần đất liền: bao gồm các huyện và thị xã ven biển tỉnh Thanh Hóa (5

huyện và 1 thị xã): huyện Nga Sơn, huyện Hậu Lộc, huyện Hoằng Hoá, TX Sầm Sơn, huyện Quảng Xương, huyện Tĩnh Gia

4 Các phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu

- Phương pháp viễn thám và GIS

- Phương pháp khảo sát thực địa

- Phương pháp kế thừa

- Phương pháp chuyên gia

* Phương pháp nghiên cứu chính: Viễn thám và GIS

* Phần mềm sử dụng:

+ Số hóa: MicroStation

+ Phân tích thông tin, biên tập và lưu trữ dữ liệu: ArcGIS 9.0

5 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, danh mục các bảng, danh mục các hình, các phụ lục, …luận văn bao gồm các nội dung chính sau:

Chương 1 Tổng quan về ứng dụng viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ

Chương 2 Phương pháp thành lập bản đồ chuyên đề phục vụ QLTHĐB tỉnh Thanh Hóa

Chương 3 Bản đồ chuyên đề phục vụ QLTHĐB tỉnh Thanh Hóa

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ PHỤC VỤ QLTHĐB

1.1 Khái quát về quản lý tổng hợp đới bờ

1.1.1 Định nghĩa về đới bờ

Đã có nhiều định nghĩa khác nhau của các nhà khoa học trong và ngoài nước về đới bờ Đới bờ có thể được hiểu như một không gian bao gồm phần biển ven bờ và phần đất lục địa liền kề, hay là các vùng đất ven biển Theo Bách khoa

Từ điển về Hải dương học xuất bản tại Mỹ năm 1966, thì đới bờ được định nghĩa

là “Một không gian trải dọc theo đường bờ và có chiều ngang mở rộng về hướng đất liền khoảng 0,5 dặm Anh và về phía biển đến hết biên giới trên biển của quốc gia đó” Đới bờ thực chất là một hệ thống nhất các nguồn tài nguyên lục

địa và đại dương, nó cung cấp không gian sống và các nguồn tài nguyên sinh học

và vi sinh học cho con người

Đến năm 1972 các nhà khoa học trong Hội thảo tại Mỹ về đới bờ đã thống

nhất định nghĩa rằng “Đới bờ là một dải lục địa và biển kế cận nhau, có chiều rộng thay đổi Tại đây, việc sử dụng các hệ sinh thái trên đất liền có ảnh hưởng trực tiếp đến các hệ sinh thái biển và ngược lại” Về phía đất liền, đới bờ không

có giới hạn cụ thể, nhưng về phía biển, tùy thuộc vào khả năng quản lý, nó được

mở rộng đến mép thềm lục địa Ngoài ra còn nhiều khái niệm khác về đới bờ của mỗi quốc gia nhằm định nghĩa một cách tổng quát và phù hợp nhất với đặc điểm đới bờ của mình

Đến năm 1992 tại Rio De Janiero, Hội nghị môi trường và phát triển đã đưa

ra khái niệm về quản lý tổng hợp đới bờ Theo đó, đới bờ được hiểu là phạm vi không gian bao gồm vùng biển ven bờ và vùng đất ven biển, là khu vực chuyển

tiếp giữa biển và lục địa Ở Việt Nam Cục Bảo vệ Môi trường (2003) và Chương

trình nghị sự 21 năm 2005 đã nêu: “Vùng bờ là vùng biển ven bờ và đất ven biển

có ranh giới phía đất liền là nơi tác động qua lại với biển không còn đáng kể và ranh giới phía biển là nơi mà các hoạt động của con người ảnh hưởng đến”

Trong thực tế, đới bờ được xác định một cách tương đối, thường phụ thuộc vào ranh giới hành chính, khả năng và mục tiêu quản lý [14]

Ranh giới đới bờ thường được xác định tương đối dựa trên sự kết hợp của 3 yếu tố chính là:

- Ranh giới hành chính, các huyện, xã có biển

- Mức độ tác động của các hoạt động kinh tế và dân sinh đến tài nguyên và

môi trường biển ven bờ và tác động tương hỗ của các điều kiện tự nhiên vùng bờ đến các hoạt động đó

- Khả năng quản lý của địa phương trong điều kiện hiện nay [14]

1.1.2 Định nghĩa về quản lý tổng hợp đới bờ

Vùng bờ và đại dương có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú như hải sản, dầu khí, hệ sinh thái biển Hệ thống tài nguyên biển ở vùng bờ đều thuộc hệ thống tài nguyên chia sẻ, không thuộc riêng một ngành nào Chính vì tiềm năng đa ngành nên nhiều ngành kinh tế cùng khai thác, sử dụng trên một không gian bờ và đại dương Cụ thể: Ngành Công thương khai thác dầu khí, cảng biển; Ngành Nông nghiệp và Phát triển nông thôn khai thác thủy sản; ngành Văn hóa – Du lịch - Thể thao khai thác du lịch, danh thắng; ngành Tài nguyên và Môi trường khai thác đất đai chưa kể đến hệ thống ngang là các tỉnh có biển, bờ biển, đảo Trong khi đó, việc quản lý chỉ dựa trên quản lý đơn ngành mà chưa có QLTHĐB Việc quản lý đơn ngành chỉ chú ý đến lợi ích của ngành mình mà không chú ý đến lợi ích của ngành khác, chú trọng mục đích phát triển nhiều hơn là bảo vệ tài nguyên và môi trường, chú trọng khai thác theo hướng tăng trưởng kinh tế nhiều hơn là theo hướng kế hoạch hóa Điều này làm mâu thuẫn về lợi ích giữa ngành này với ngành khác trong việc sử dụng hệ thống tài nguyên ở vùng bờ, đại dương và biển ngày càng tăng Hậu quả là một loạt các vấn đề về môi trường biển và sử dụng kém hiệu quả tài nguyên biển đang diễn ra [25]

Quản lý tổng hợp đới bờ cho đến nay được thừa nhận là phương pháp tiếp cận thích hợp nhất để giải quyết các vấn đề môi trường và phát triển ở các vùng bờ hiện tại và trong tương lai Quản lý tổng hợp đới bờ đã thay thế một cách hiệu quả cho các phương thức quản lý truyền thống trước đây trên hầu khắp các quốc gia giáp biển trong công tác quy hoạch và sử dụng đới bờ

Tại Hội nghị Quốc tế về đới bờ, quản lý tổng hợp đới bờ được định nghĩa:

“Quản lý tổng hợp đới bờ bao gồm việc đánh giá toàn diện, đặt ra các mục tiêu, quy hoạch và quản lý các hệ thống tài nguyên ven biển, có xét đến các yếu tố lịch sử, văn hoá và truyền thống, các lợi ích trong mâu thuẫn sử dụng; là quá trình liên tục tiến triển nhằm đạt được sự phát triển bền vững”

Quản lý tổng hợp đới bờ còn phác thảo kết hợp các luật, chính sách có ảnh hưởng đến vùng bờ khác nhau, nhằm đem lại sự hợp tác giữa các địa phương, vùng miền và giữa các quốc gia

Quản lý tổng hợp đới bờ không chỉ là những chính sách về môi trường đơn thuần, mà còn nhằm đạt được sự phát triển bền vững về kinh tế xã hội ở các vùng ven biển và giúp phát triển toàn diện các tiềm năng như những cộng đồng mạnh,

đa dạng và hiện đại

1.1.3 Nội dung phương pháp thực hiện và nghiên cứu QLTHĐB

a Các phương pháp tiếp cận:

- Tiếp cận hệ thống

Đới bờ là một hệ thống tự nhiên - xã hội có quan hệ chặt chẽ với nhau, mọi biến động của từng thành phần trong hệ thống đều có tác động đến các thành phần khác Tài nguyên, môi trường đới bờ là sản phẩm của quá trình tương tác lục địa - biển, sông - biển, khí quyển - biển, giữa các địa quyển với sinh quyển Đới bờ là hệ thống phức tạp, nhạy cảm với các tác động tự nhiên và nhân sinh, biến động nhanh theo cả không gian và thời gian Theo cách tiếp cận này, việc nghiên cứu quản lý tổng hợp đới bờ phải được tiến hành đồng bộ, hệ thống, toàn diện Việc sử dụng bảo vệ tài nguyên, điều kiện môi trường phải tính đến không chỉ các yếu tố nội tại

mà còn các yếu tố bên ngoài (vùng lân cận)

- Tiếp cận về phát triển bền vững

Phát triển bền vững là phát triển nhằm thoả mãn nhu cầu của thế hệ hiện tại

mà không làm phương hại tới sự đáp ứng nhu cầu của thế hệ tương lai PTBV đới

bờ là sử dụng hợp lý tiềm năng về tài nguyên, môi trường, điều kiện tự nhiên trong giới hạn cho phép, trong khả năng chịu đựng, tự phục hồi của đới bờ nhằm phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội đáp ứng nhu cầu của thế hệ hiện tại mà vẫn đảm bảo cho các thế hệ tương lai những điều kiện tài nguyên và môi trường cần thiết để

họ có thể sống tốt hơn ngày nay

Đới bờ được coi là khu vực có tài nguyên quan trọng đối với phát triển kinh

tế (với tư cách là nguồn nguyên, nhiên liệu, địa bàn hoạt động ), đối với sự bền vững về môi trường (đới bờ là một bộ phận của môi trường sống của con người và thế giới sinh vật, nơi chứa đựng và phân huỷ chất thải, nơi cung cấp tài nguyên phong phú), bền vững về mặt xã hội (đới bờ gắn liền với sự phát triển văn hoá, phong tục, tập quán sinh hoạt và sản xuất; là nơi xảy ra các xung đột môi trường;

là nơi góp phần xoá đói, giảm nghèo đối với người dân …) Mặt khác, các hoạt động kinh tế, xã hội phải nằm trong giới hạn cho phép của các hệ sinh thái đới bờ (các chức năng, giá trị và đa dạng sinh học của vũng vịnh phải được duy trì) Như vậy PTBV và bảo tồn, bảo vệ đới bờ có mối quan hệ “sinh - tử”

- Tiếp cận sinh thái học

Đới bờ là hệ sinh thái mỏng manh, dễ bị tổn thương, có sức chịu đựng giới hạn, phụ thuộc nhiều vào các quá trình tự nhiên và đặc biệt nhạy cảm với các hoạt động nhân sinh Đa dạng sinh cảnh nói riêng, điều kiện tự nhiên nói chung là cơ sở cho hình thành và tồn tại của đa dạng sinh học (đa dạng gen, loài và hệ sinh thái)

và tiềm năng tự nhiên của đới bờ Mặt khác, cân bằng sinh thái đảm bảo duy trì các chức năng, giá trị, bảo vệ được tài nguyên và môi trường của đới bờ cũng là mục tiêu của PTBV Để đạt mục tiêu này, mọi hoạt động về khai thác, sử dụng đới bờ phải được tiến hành ở trong khả năng chịu đựng và phục hồi của hệ sinh thái Cách tiếp cận này đòi hỏi phải tiến hành nghiên cứu, đánh giá mức độ bị tổn thương, sức chịu đựng của các hệ sinh thái đới bờ Việc quản lý bền vững đới bờ phải dựa vào tiếp cận sinh thái và chiến lược thích ứng [1]

b Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa truyền thống: dự án sẽ kế thừa, tham khảo, sử dụng các kết quả đã đạt được của các đề tài dự án đã có

- Phương pháp điều tra: để thu thập, điều tra số liệu và đánh giá

- Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia

- Phương pháp phân tích, tổng hợp hệ thống

- Phương pháp quy hoạch tổng thể tài nguyên và môi trường

- Phương pháp xác định trọng số

- Các phương pháp tin học, viễn thám và GIS: xây dựng hệ thống dữ liệu GIS, phân tích dữ liệu không gian, thuộc tính thành lập các bản đồ chuyên đề tài nguyên và môi trường, quy hoạch và phát triển bền vững [1]

c Hệ thống thông tin tổng hợp cần xác lập phục vụ QLTHĐB

Để thực hiện quản lý tổng hợp đới bờ cần phải có một hệ thống các thông tin tổng hợp được thu thập, tổng hợp, xây dựng thành một CSDL chi tiết với những nội dung như sau:

- Các thông tin cần thu thập và xây dựng: thông tin về số liệu thống kê, bảng biểu, bản đồ, biểu đồ, báo cáo, … được mô tả trong bảng 1.1 [1]

Bảng 1.1: Cơ sở dữ liệu về điều kiện tự nhiên, tài nguyên và môi trường

A Cơ sở dữ liệu về điều kiện tự nhiên, tài nguyên

1 Tài nguyên đất

2 Tài nguyên nước

3 Tài nguyên sinh vật

4 Tài nguyên khoáng sản

B Cơ sở dữ liệu về môi trường

10 Suy thoái môi trường đất

11 Ô nhiễm môi trường (tự nhiên, nhân sinh)

- Các bản đồ chuyên đề cần thành lập được thống kê trong bảng 1.2 [15]

7 Thủy văn - hải văn

8 Các khu bảo tồn thiên nhiên

9 Các khu di tích lịch sử - văn hóa, danh lam thắng cảnh

23 Dự báo tác động của biến đổi khí hậu (nhiệt độ, mực nước biển dâng)

24 Tai biến thiên nhiên (đường đi của bão, động đất, cát bay, cát chảy )

25 Biến động đường bờ sông và biển

- Khung và cấu trúc cơ sở dữ liệu: Khung và cấu trúc cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý tổng hợp đới bờ bao gồm các nhóm lớp thông tin sau [13]:

1 Nền địa lý- CoSoDoDac

2 Dữ liệu quan trắc – Dlieu_QuanTrac

3 Tài nguyên Đất – TNDat

4 Địa chất và Tài nguyên khoáng sản – DiaChat_KhoangSan

5 Tài nguyên Nước – TNNuoc

6 Đa dạng sinh học – TL_DaDangSinhHoc

7 Tài nguyên vùng bờ khác – TNVungBo

8 Thủy văn-Hải văn – ThuyHaiVan

9 Ô nhiễm và sự cố môi trường – OnhiemSuCo_MoiTruong

10 Tai biến thiên nhiên – TaiBienThienNhien

11 Kinh tế - Xã hội – KinhTeXaHoi

12 Quy hoạch – Kế hoạch – QuyHoachKeHoach

1.2 Tổng quan về viễn thám, GIS và bản đồ chuyên đề

1.2.1 Tư liệu viễn thám

Sự phát triển của tư liệu viễn thám gắn liền với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật hàng không vũ trụ, các phương pháp chụp ảnh và thu nhận thông tin của các đối tượng trên mặt đất

Tư liệu viễn thám bao gồm ảnh mặt đất được chụp từ máy bay, kinh khí cầu hoặc các phương tiện khác trên không trung, chụp bằng phim ảnh từ các loại máy chụp khác nhau (gọi chung là ảnh viễn thám hàng không) và ảnh chụp từ vệ tinh với độ phân giải khác nhau : thấp, trung bình và cao (được gọi là ảnh viễn thám vệ tinh) Ngoài ra còn có tư liệu viễn thám siêu cao tần Radar (cả hàng không và vệ tinh)

a Tư liệu viễn thám ảnh hàng không

Thông tin về một vật trên các bức ảnh "hàng không" được chụp bằng phim ảnh là dựa vào phản xạ phổ của ánh sáng trong dải sóng nhìn thấy Ảnh chụp theo phương pháp này chỉ nhạy cảm với dải sóng hữu hạn, nhìn thấy Bức ảnh hàng không đầu tiên dùng trong nghiên cứu Trái Đất, là ảnh được chụp từ kinh khí cầu Thông tin thu nhận được từ tư liệu viễn thám ảnh hàng không rất đa dạng Các ảnh được chụp bằng máy ảnh hàng không có thể kể đến là các ảnh hàng không trắng đen và ảnh màu nằm trong dải phổ nhìn thấy, đơn kênh hoặc đa kênh Thời kỳ đầu ảnh được chụp trên các khinh khí cầu Giai đoạn tiếp theo khi ngành hàng không phát triển thì việc chụp ảnh được thực hiện trên các máy bay Trong chiến tranh thế giới thứ nhất và thứ hai, ảnh hàng không đã phát triển đáng kể do yêu cầu phục vụ mục đích quân sự Một loạt các kiểu máy bay mới ra đời đáp ứng cho công nghệ

đo đạc ảnh hàng không Cùng với sự tiến bộ của công nghệ sản xuất máy bay, công nghệ sản xuất máy ảnh, kỹ thuật giải đoán ảnh viễn thám, thu thập thông tin từ ảnh hàng không cũng đã xuất hiện

Ảnh hàng không ra đời đã đánh dấu thời kỳ mới ứng dụng khoa học kỹ thuật ảnh viễn thám vào nhiều lĩnh vực khác nhau, phục vụ sản xuất và an ninh quốc phòng

Hiện nay tư liệu viễn thám ảnh hàng không đã được phát triển rất mạnh ở nhiều quốc gia trên thế giới và ở Việt Nam, nhằm phục vụ hiệu quả cho việc phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng

b Tư liệu viễn thám ảnh vệ tinh

Khi công nghệ vũ trụ phát triển mạnh, việc thu nhận ảnh từ vệ tinh cũng đã được tiến triển theo Những thành tựu và kinh nghiệm đạt được đã góp phần cung cấp cơ sở dữ liệu cho việc phát triển vệ tinh quan sát tài nguyên sau này Một số tư liệu viễn thám vệ tinh tài nguyên thường được sử dụng trên thế giới hiện nay như sau :

* Một số tư liệu viễn thám ảnh vệ tinh tài nguyên độ phân giải trung bình:

Bảng 1.3: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải trung bình

Ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình có độ phủ rộng và chu kỳ lặp lại ngắn

Vì vậy thường được ứng dụng trong nghiên cứu tài nguyên trên vùng rộng lớn quy

mô quốc gia, khu vực hoặc toàn cầu

* Một số tư liệu viễn thám vệ tinh tài nguyên độ phân giải cao :

Sự phát triển của công nghệ viễn thám, đã cung cấp nhiều ảnh vệ tinh có độ phân giải cao Một trong các ảnh có độ phân giải cao tới 2,5m đã được kể đến là các ảnh của vệ tinh SPOT-5

Hiện nay các ảnh vệ tinh có độ phân giải cao là đều được thu chụp từ các vệ tinh thuộc thế hệ mới

Bảng 1.4: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao

Toàn sắc(m)

Đa phổ (m)

Ảnh vệ tinh độ phân giải cao có độ phủ nhỏ hơn so với ảnh độ phân giải trung bình, chu kỳ lặp lại dài hơn Tuy nhiên các thông tin thu được có độ chi tiết cao hơn và thường ứng dụng trong nghiên cứu các khu vực nhỏ

Giới thiệu hệ thống vệ tinh SPOT :

Vệ tinh SPOT-1 (Systeme pour Ľobservation de la Terre) được cơ quan hàng không Pháp phóng lên quỹ đạo tháng 2/1986 Đến nay số vệ tinh được đưa vào hoạt động có 5 thế hệ: SPOT-1 (1986), SPOT-2 (1900), SPOT-3 (1993), SPOT-4 (1998), SPOT-5 (2002) Đây là loại vệ tinh đầu tiên sử dụng kỹ thuật quét dọc tuyến chụp với hệ thống quét điện tử có khả năng cho ảnh lập thể dựa trên nguyên lý chụp nghiêng

+ Quỹ đạo:

Quỹ đạo đồng bộ mặt trời cận cực

Độ cao bay là 830 km

Góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo là 98,7˚

Thời gian bay qua xích đạo là 10h30΄ sáng

Chu kỳ lặp lại là 26 ngày

+ Bộ cảm:

Mỗi vệ tinh SPOT được trang bị một bộ quét đa phổ HRV gồm hai máy chụp đa phổ HRV-1 và HRV-2, Bộ cảm HRV (High Resolution Visible) là máy quét điện từ CCD Tuy nhiên HRV có thể thay đổi góc quan sát nhờ một gương định hướng cho phép thay đổi hướng quan sát ±27˚ so với trục thẳng đứng nên có thể thu được ảnh lập thể Đến vệ tinh SPOT-4 có bộ cảm biến HRVIR (High-Resolution Visible Infra-Red) được cải tiến để thu nhận vùng phổ hồng ngoại

+ Tư liệu ảnh viễn thám SPOT:

Ảnh đa phổ (Mutispectral XS) gồm có 3 kênh phổ khác nhau: 0,50 - 0,59μm, 0,61 – 0,68 μm, 0,79 – 0,89 μm được gọi là ảnh SPOT – XS Độ phân giải mặt đất của ảnh SPOT-XS là 20m Ảnh SPOT-XS sẽ ghi nhận hình ảnh trên một diện rộng 60km

Ảnh toàn sắc (Panchoromatic) được thu nhận hầu như toàn bộ dải sóng nhìn thấy 0,5 – 0,73 μm được gọi là ảnh SPOT – PAN Cách thu nhận của ảnh SPOT – PAN cũng tương tự như ảnh SPOT – XS với dãy tế bào quang điện gồm 6000 tế bào nên độ phân giải mặt đất là 10m

Bảng 1.5: Các thông số ảnh SPOT

Tên ảnh vệ tinh Kênh phổ Bước sóng (μm) Độ phân giải (m)

SPOT 5 Panchromatic

B1 : green B2 : red B3 : near infrared B4 : mid infrared (MIR)

0.48 - 0.71 µm 0.50 - 0.59 µm 0.61 - 0.68 µm 0.78 - 0.89 µm 1.58 - 1.75 µm

B1 : green B2 : red B3 : near infrared B4 : mid infrared (MIR)

0.61 - 0.68 µm 0.50 - 0.59 µm 0.61 - 0.68 µm 0.78 - 0.89 µm 1.58 - 1.75 µm

SPOT 2

SPOT 3

Panchromatic B1 : green B2 : red B3 : near infrared

0.50 - 0.73 µm 0.50 - 0.59 µm 0.61 - 0.68 µm 0.78 - 0.89 µm

Ảnh vệ tinh SPOT được coi là tư liệu chính trong nghiên cứu xây dựng bộ bản

đồ chuyên đề đới bờ tỉnh thanh Hóa

* Một số tư liệu viễn thám vệ tinh tài nguyên độ phân giải siêu cao :

Bảng 1.6: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải siêu cao

Số T/T Vệ tinh/sensor

Độ phân giải

Số kênh phổ Bề rộng tuyến

chụp (Km) Toàn sắc (m) Đa phổ (m)

Nước

Ảnh vệ tinh có độ phân giải cao nhất hiện nay là Worldview 1 có độ phân giải là 0,47m và GeoEye 1 có độ phân giải là 0,41m Loại tư liệu này cho phép chúng ta nhận biết chi tiết các đối tượng trên bề mặt Trái Đất Nó thường được sử dụng trong công tác đo đạc và thành lập các bản đồ tỷ lệ lớn

1.2.2 Những đặc trưng phản xạ phổ của các đối tựơng tự nhiên

Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển và bề mặt đối tượng cũng như bản thân các đối tượng đó (độ ẩm, lớp nền đất đá, thực vật, lớp mùn, cấu trúc bề mặt,…) Như vậy đối với các đối tượng khác nhau sẽ có khả năng phản xạ phổ khác nhau

Năng lượng mặt trời (E0) chiếu xuống mặt đất dưới dạng sóng điện từ Sóng điện từ, năng lượng của nó sẽ tác động lên bề mặt trái đất và sẽ xẩy ra các hiện tượng sau:

- Phản xạ năng lượng (Epx),

- Hấp thụ năng lượng (Eht),

- Thấu quang năng lượng (ETQ)

Có thể mô tả quá trình trên theo công thức:

Hình 1.1: Phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên

Trong quá trình này khi bề mặt đối tượng tiếp nhận năng lượng chiếu tới tùy thuộc vào cấu tạo vật chất, cấu trúc thành phần, hoặc điều kiện chiếu sáng mà các thành phần Epx , Eht , ETQ sẽ có giá trị khác nhau đối với các đối tượng khác nhau Phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt của đối tượng, năng lượng phản xạ phổ có thể phản

xạ toàn phần, phản xạ một phần hoặc tán xạ toàn phần Vì vậy cần phải lưu ý khi

giải đoán các ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, nhất là khi xử lý hình ảnh cần phải có các thông tin về các khu vực đang khảo sát và phải biết rõ các thông số kỹ thuật của thiết bị được sử dụng, điều kiện chụp ảnh Vì các yếu tố này có vai trò nhất định trong việc giải đoán ảnh Đồng thời năng lượng được phản xạ từ các đối tượng không những phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt đối tượng mà còn phụ thuộc vào bước sóng của năng lượng chiếu tới Do vậy đối với mỗi vật trong tự nhiên có đặc tính phản xạ phổ điện từ khác nhau trên các bước sóng khác nhau:

Để thấy rõ sự phụ thuộc của năng lượng phản xạ phổ vào bước sóng người

ta đưa khái niệm phản xạ phổ tính theo phần trăm (%) bằng công thức sau:

R(λ) = Epx(λ)/ E0(λ).100% (2.3)

Các đối tượng tự nhiên trên mặt đất rất đa dạng và phức tạp Nhưng thường được cấu thành bởi 3 loại đối tượng cơ bản đó là thực vật, nước và đất và đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng phụ thuộc vào các bước sóng

* Một số yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên

- Ảnh hưởng của yếu tố thời gian – không gian

Thực vật phủ mặt đất và một số đối tượng khác thường thay đổi theo thời gian Do vậy khả năng phản xạ phổ cũng thay đổi theo thời gian Ví dụ: cây rụng lá vào mùa Đông và xanh tốt vào mùa Xuân, mùa Hè, hoặc lúa có màu biểu hiện bề mặt khác nhau theo thời vụ Vì vậy khi đoán đọc điều vẽ ảnh cần biết rõ thời vụ, thời điểm ghi nhận ảnh và đặc điểm của đối tượng cần đoán đọc điều vẽ ảnh trên bản đồ

Yếu tố không gian được chia làm hai loại: Yếu tố không gian cục bộ và yếu

tố không gian địa lý Yếu tố cục bộ thể hiện khi chụp ảnh cùng một loại đối tượng

Ví dụ như cây trồng theo hàng, luống và cũng cây đó nhưng trồng theo mảng lớn thì khả năng phản xạ phổ của hai lọai cây trồng này sẽ đem lại khả năng phản xạ phổ khác nhau

Yếu tố địa lý thể hiện khi cùng loại thực vật nhưng điều kiện sinh trưởng khác nhau theo vùng địa lý thì khả năng phản xạ phổ khác nhau Yếu tố thời gian cũng được thể hiện Khi góc mặt trời hạ thấp ta sẽ có hình ảnh núi có bóng và cùng

một đối tượng trên hai sườn núi, một bên được chiếu sáng và một bên khác không được chiếu sáng đã tạo nên khả năng phản xạ phổ khác nhau

Để có thể khống chế được ảnh hưởng của yếu tố không gian, thời gian đến khả năng phản xạ phổ ta cần thực hiện theo một số phương án sau:

- Ghi nhận thông tin vào thời điểm mà khả năng phản xạ phổ của một đối tượng này khác xa khả năng phản xạ phổ của một đối tượng khác

- Ghi nhận thông tin vào những lúc mà khả năng phản xạ phổ của một đối tượng không khác biệt mấy

- Ghi nhận thông tin thường xuyên, định kỳ qua một khoảng thời gian nhất định

- Ghi nhận thông tin trong điều kiện môi trường nhất định, ví dụ góc Mặt Trời tối thiểu, mây ít hơn 10%, qua một số ngày nhất định

- Ảnh hưởng của khí quyển:

Khí quyển ảnh hưởng rất lớn tới khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên Bởi vì năng lượng bức xạ từ Mặt Trời chiếu xuống các đối tượng trên mặt đất phải qua tầng khí quyển, sau đó phản xạ từ bề mặt Trái Đất, năng lượng lại được truyền qua khí quyển tới máy ghi thông tin trên vệ tinh Bề dày khí quyển (khoảng 2000km) ảnh hưởng tới những tia sáng từ Mặt Trời chiếu xuống và ảnh hưởng đến số liệu thông qua tham số độ cao bay của vệ tinh viễn thám

Khí quyển có thể ảnh hưởng đến số liệu vệ tinh viễn thám bằng hai cách tán

xạ và hấp thụ năng lượng Sự biến đổi năng lượng bức xạ Mặt Trời trong khí quyển là hấp thụ và tán xạ sóng điện từ bởi các thành phần khí quyển và các hạt ion không khí Hiện tượng tán xạ làm đổi hướng tia chiếu mà không làm mất năng lượng Tán xạ có được là do các thành phần không khí hoặc các ion khí quyển phản xạ ánh sáng chiếu tới hoặc do các lớp khí quyển dày có chiết quang không đồng nhất gây nên hiện tượng khúc xạ Với hiện tượng hấp thụ diễn ra khi tia sáng không tán xạ mà năng lượng được truyền qua khí quyển và nung nóng lớp khí quyển

1.2.3 Khái quát về hệ thông tin địa lý (GIS)

GIS hay hệ thông tin địa lý là công cụ trên cơ sở máy tính để lập bản đồ và phân tích những hiện tượng đang tồn tại và những sự kiện xảy ra trên trái đất

Công nghệ GIS tích hợp các thao tác CSDL như truy vấn và phân tích thống kê với lợi thế quan sát và phân tích thống kê bản đồ, phân biệt với các hệ thống thông tin khác bởi các thao tác không gian

Một đặc điểm chung của GIS là khi nghiên cứu bất kỳ một đối tượng không gian nào thì việc định vị chúng trên một hệ toạ độ địa lý luôn được quan tâm trước hết, vì vậy chúng có ý nghĩa về vị trí địa lý trong một không gian chung Thông tin

có toạ độ về một thực thể không gian gọi là thông tin địa lý Thực thể không gian trong khái niệm của GIS còn gọi là đối tượng không gian Ngoài toạ độ, người ta còn thể hiện đặc tính của chúng bằng kích thước, hoặc bằng loại, hạng Thông tin

đó gọi là thông tin thuộc tính của đối tượng GIS thể hiện, xử lý, phân tích cả dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của đối tượng, đây chính là ưu thế của GIS so với các hệ thống thông tin khác trong vấn đề nghiên cứu và mô tả các hiện tượng,

sự việc xảy ra trên bề mặt trái đất, hay nói cách khác đó chính là nghiên cứu địa lý

Các chức năng của GIS

- GIS có thể coi là một công nghệ tương đối tiện ích đối với hầu hết các lĩnh vực Khả năng của GIS có thể đảm nhiệm được rất nhiều chức năng:

- Có khả năng thu thập, cập nhật dữ liệu

- Xử lý dữ liệu

- Phân tích, mô hình hoá dữ liệu

- Lưu trữ dữ liệu

- Hiển thị dữ liệu, tự động thống kê dữ liệu

- Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu

GIS có khả năng quản lý dữ liệu không những về mặt định tính mà còn cả mặt định lượng Nó là một công nghệ tổng hợp, với khả năng quản lý dữ liệu thuộc tính lẫn khả năng xử lý dữ liệu không gian Bằng việc thực hiện những câu hỏi truy vấn GIS có thể giải được các bài toán về không gian và các bài toán về thuộc tính, cho phép người tác nghiệp viên có thể nghiên cứu được đồng thời các lớp thông tin trên cùng một khu vực

Trong công tác thành lập bản đồ quy hoạch môi trường, GIS kết hợp với công cụ máy tính có thể giúp các nhà quy hoạch thu thập, xử lý dữ liệu, tích hợp

dữ liệu nhằm mục đích xây dựng các bản đồ chuyên đề, và mô phỏng kết quả đánh

giá thông qua các bản đồ phân hạng thích nghi cho từng loại hình sử dụng đất và đưa ra các đề xuất sử dụng đất nhằm giúp các nhà quy hoạch sử dụng đất đưa ra các quyết định đúng

Dữ liệu đầu vào của GIS có thể đa dạng, nhưng GIS có khả năng xử lý các thông tin đó một cách hợp lý và khoa học nhất, với mỗi thông tin được mã hoá theo một chuẩn riêng

Trong bước cập nhật thông tin cần phải thực sự lưu ý đến độ chính xác của

cơ sở toán học, vì đây là điều kiện không thể thiếu để giải quyết các bài toán không gian Các lớp thông tin phải cùng có một cơ sở toán học để quản lý các lớp thông tin đồng bộ và có thể chồng xếp trong trường hợp cần thiết, khi muốn tạo bản đồ mới từ những bản đồ đã có

Thế mạnh của GIS có thể kể đến khả năng truy vấn (query), hỏi đáp không gian, tìm kiếm thông tin Việc tìm kiếm thông tin trong GIS thực sự rất thuận tiện, nhanh chóng, chính xác và hiệu quả Mỗi Modul trong GIS đều có khả năng chuyên biệt và đưa ra kết quả ở nhiều dạng khác nhau Kết quả truy vấn có thể tính toán, phân tích và xử lý tùy theo mục đích sử dụng Những tiện ích như vậy của công nghệ GIS đã giúp cho việc giải quyết các bài toán quy hoạch đơn giản đi rất nhiều

1.2.4 Tích hợp viễn thám và GIS

Nói chung, kĩ thuật và mức độ tích hợp giữa viễn thám và GIS được phân ra các loại sau đây, theo cách đánh giá của Wilkinson (1996):

1 Loại A: Viễn thám được sử dụng như một nguồn thông tin cho GIS

2 Loại B: Dữ liệu GIS được sử dụng để hỗ trợ xử lý, giải đoán và chiết xuất thông tin của các đối tượng từ ảnh viễn thám

3 Loại C: Viễn thám và GIS cùng được sử dụng trong mô hình hóa môi trường và phân tích môi trường

Cách tiếp cận sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám được hỗ trợ bởi dữ liệu vector

có sẵn trong GIS như là một công cụ hay là một lớp tham chiếu trong việc truy vấn thông tin thế giới thực thuộc về loại B hoặc loại C Những mục dưới đây trình bày các vai trò chính mà viễn thám có thể tham gia trong việc tích hợp với GIS

Ảnh viễn thám có thể đóng ba vai trò chính trong một hệ GIS như thu thập, phục hồi, giải đoán và truy vấn dữ liệu không gian, đó là vai trò bị động, vai trò độc lập và vai trò chủ động [Derensi and Fraser, 1996]

* Vai trò bị động

Trong vai trò bị động, ảnh được nắn và đưa về hệ quy chiếu mặt đất với sự hỗ trợ của vài đối tượng hay điểm đặc trưng, được xác định rõ ràng cả trên mặt đất lẫn trên ảnh Sau đó việc phân loại và các thuật toán chiết xuất thông tin được áp dụng trên các ảnh viễn thám, tạo nên các bản đồ chuyên đề Kết quả có thể được vector hóa và đưa vào GIS như một lớp vector Đối với những ứng dụng đặc trưng khác, ảnh nguyên gốc hoặc ảnh đã được xử lý được gắn vào hệ thống GIS đa lớp và được

sử dụng như lớp nền cho những lớp vector hiện có trong GIS cho nhiệm vụ cập nhật những lớp thông tin này hay là truy vấn, phân tích các hiện tượng không gian sử dụng các lớp được chồng lên cho việc giải đoán hình ảnh tốt hơn (việc này có thể coi như một nhiệm vụ thụ động tiến bộ) Việc chồng các lớp dữ liệu vector lên trên một tấm ảnh ở vùng cần quan tâm giúp người xem và các chuyên gia điều vẽ hiểu rõ hơn những thực thể địa lý

* Vai trò độc lập

Ngày nay, có rất nhiều công cụ phần mềm cho phép người sử dụng tạo trực ảnh số, ví dụ tạo nên một ảnh nắn có khử độ xê dịch điểm ảnh do địa hình, như PCI [PCI, n.d.] và ERDAS IMAGING [ERDAS, n.d.a.] Trực ảnh số này tự nó có thể được coi như một bản đồ cơ sở Việc tạo ra và sử dụng trực ảnh đang ngày càng trở nên phổ biến đối với những người sử dụng và trong các tổ chức Ví dụ như các dữ liệu trực ảnh số (Digital Orthophoto Quadrangles) lớn lưu trữ của USGS [USGS2000], Viện công nghệ Massachusetts (MIT), Orthophoto Server [MIT, 1998], khoa Hệ thống Thông tin và Viễn Thông (Trực ảnh số phục vụ cho hạt Montgomery) [DIST,2000]

* Vai trò chủ động

Ở vai trò này, ảnh viễn thám tham gia trực tiếp vào việc phục hồi thông tin không gian, giải đoán và phân tích, và kết quả là tạo ra một tầm nhìn toàn diện, hiện thời và chính xác hơn về thế giới thực phục vụ tốt hơn cho việc ra quyết định Hình

3 đưa ra một cái nhìn tổng quan về sự tích hợp giữa viễn thám và GIS và minh họa

vị trí của nghiên cứu này trong một bức tranh toàn cảnh

Hình 1.2: Sơ đồ tích hợp GIS và viễn thám

Như chúng ta thấy trong hình 1.2, có ba cách chính để tận dụng viễn thám và

dữ liệu vector trong GIS Trong loại thứ nhất (A), ảnh viễn thám được sử dụng như một nguồn dữ liệu cho GIS, sau đó dữ liệu GIS được sử dụng độc lập như là một công cụ cho việc phân tích không gian Trong trường hợp này, hình ảnh viễn thám đóng vai trò thụ động Ví dụ: Hodgson (1988) sử dụng ảnh Landsat đa phổ để tạo ra các bản đồ đất “ướt” và “khô” hàng năm phục vụ cho việc chăn nuôi gia súc

Sau đó các bản đồ này được sử dụng trong dữ liệu raster cơ sở GIS ERDAS,

để phục vụ cho việc phân tích giám sát Welch và Madden [1988] tạo ra bản đồ tỉ lệ 1:10.000 và bản đồ tỉ lệ 1:24.000 của thực vật ở dưới nước từ ảnh hồng ngoại màu ở

các ngày khác nhau Bản đồ sau đó được chuyển thành một cơ sở dữ liệu raster được dùng trong hệ thống GIS raster để ước lượng các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của thực vật trong vùng nghiên cứu Chuvieco và Congalton [1989] sử dụng

dữ liệu ảnh Landsat TM (Thematic Mapper) đã được xử lý số như là một lớp thông tin trong GIS của họ để lập bản đồ vùng nguy cơ cháy rừng dọc theo bờ biển Địa Trung Hải của Tây Ban Nha Jakubauskas [1990] sử dụng ảnh Landsat MSS ở hai thời điểm khác nhau để tạo bản đồ thực vật, sau đó một hệ thống GIS được sử dụng

để nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng đối với sự thay đổi của rừng thông ở Michigan Jazouli [1994] sử dụng bộ lọc tách đường gờ để lấy ra lớp đường và lớp bao địa giới từ ảnh SPOT và ảnh Landsat sau đó cập nhật vào các lớp thông tin GIS hiện có Mickelson [1998] sử dụng cách xử lý tập hợp mờ Gopal-Woodcock để tách các lớp thông tin rừng từ ảnh Landsat TM Các nỗ lực đáng ghi nhận đã đi đến kết quả là tách được các thông tin 2D và 3D từ ảnh viễn thám và cập nhật vào cơ sở dữ liệu GIS (ví dụ Kim và Muller [1998]) Sharma và Sarkar [1998] sử dụng một kĩ thuật phân loại bối cảnh để lấy các lớp từ ảnh Landsat TM trong đó nội dung không gian của một pixel tham gia vào quá trình phân loại Kĩ thuật phân loại theo bối cảnh

đã thể hiện sự hiệu quả trong việc tách chiết thông tin, thuộc tính dựa trên việc phân loại các pixel đơn lẻ, độc lập Tổng quan về cách sử dụng của dữ liệu viễn thám như

là một nguồn thông tin cho GIS có thể được tìm thấy trong Trotter [1991]

Trong cách phân loại (B) (hình 1.2), dữ liệu GIS được sử dụng như là một

sự hỗ trợ cho việc chiết tách các thông tin chính xác từ ảnh, ví dụ như chiết tách thông tin vùng rừng thông qua ảnh phân loại sử dụng dữ liệu bổ trợ trong GIS Thông tin này sau đó được vector hóa và được đưa vào dữ liệu vector GIS cho việc xử lý tiếp theo Trong trường hợp này, ảnh viễn thám cũng vẫn đóng một vai trò bị động

Có rất nhiều ví dụ về việc sử dụng dữ liệu GIS như là dữ liệu cơ sở cho việc phân loại ảnh Như trường hợp của Molenaar và Janssen [1992] sử dụng dữ liệu GIS như một hệ thống thông tin cơ bản để tăng cường quá trình phân loại ảnh cho vùng Polder ở Hà Lan Cleynenbreugel [1990] sử dụng dữ liệu GIS để chiết tách thông tin đường tự động từ ảnh viễn thám Kontoes [1993] đã phát triển một phương pháp và một “kế hoạch hợp lý” để hậu xử lý các ảnh đã được

phân loại sử dụng dữ liệu GIS Janssen [1990] kết hợp dữ liệu GIS địa hình để xác định các đa giác trong ảnh và để phân loại các pixel thuộc mỗi đa giác trong phép phân loại ảnh theo từng đa giác

Báo cáo kết quả cho thấy độ chính xác phân loại tăng tới 10-12% so với cách phân loại từng pixel thông thường

Trong cách phân loại thứ ba (C) (hình 1.2), GIS và ảnh viễn thám có thể được sử dụng cùng nhau trong việc phân tích không gian Đối với cách làm này

có thể sử dụng ảnh nguyên gốc hoặc ảnh đã qua xử lý như là phần nền cho dữ liệu vector để hiển thị, phân tích hay cập nhật bản đồ tốt hơn Ví dụ, Derenyi và Turkey [1996] đã phát triển một kĩ thuật tích hợp mà với nó họ có thể tích hợp dữ liệu vector trong GIS và ảnh vệ tinh để tiến hành một phép xử lý và phân loại ảnh dựa trên các đa giác Sau đó kĩ thuật này được sử dụng để cập nhật các lớp thông tin đa giác về sử dụng đất bằng cách xử lý ảnh và dùng các gói phần mềm GIS, rồi chuyển đổi dữ liệu qua lại giữa chúng Để đánh giá nguyên nhân chính về cái chết của các cây sồi ở vùng nông thôn và đô thị của Texas, Ware và Maggio [1990] sử dụng ảnh hàng không đã được giải đoán với các thông tin về thành phố như đường phố, đường dẫn nước, và nhà để giám sát ảnh hưởng của thông tin đó đối với dịch bệnh của các cây sồi Chuvieco và Congalton [1989] sử dụng dữ liệu

TM đã được phân loại và tích nó với các lớp dữ liệu GIS để tạo ra một bản đồ độ nguy cấp cháy rừng Amboria [1998] sử dụng dữ liệu GIS bổ trợ chồng lớp với ảnh raster hàng không và được trợ giúp bởi các phương tiện liên kết để xác định các nguồn tài nguyên phục vụ chống lửa trong một quá trình xử lý tựa thời gian thực để phát hiện sớm ngọn lửa và để giảm thiểu thiệt hại Gamba và Casciati [1998] sử dụng GIS và ảnh viễn thám trong dự án RADATT (công cụ đánh giá thiệt hại địa chấn nhanh), được tài trợ bởi Ủy ban châu Âu, cho việc đánh giá sớm và tựa thời gian thực thiệt hại của động đất trong vùng Umbria (trung tâm nước Ý) Koch và El-baz [1998] sử dụng ảnh Landsat TM để thành lập một bản

đồ biến đổi bề mặt và một bản đồ phân loại Sau đó, các bản đồ này được tích hợp hoặc chồng lớp với ảnh SPOT toàn sắc, bản đồ địa hình, bản đồ địa mạo và bản đồ trâmg tích bề mặt của Kuwait trong dữ liệu GIS để đánh giá ảnh hưởng của chiến tranh vùng Vịnh đối với các yếu tố địa mạo của Kuwait Ảnh viễn thám

trong trường hợp này đóng vai trò thụ động hay thụ động tiến bộ hoặc là đóng vai trò “nửa chủ động”

Như đã trình bày trong các ví dụ trước đây, trong cả ba cách phân loại, nhiệm

vụ chính của ảnh hoặc là một nguồn dữ liệu hay là làm nền cho dữ liệu vector, ví dụ, ảnh đóng vai trò “bị động” hay là “nửa chủ động”

Như đã biết từ các tài liệu trước, hiện đã có một lượng lớn dữ liệu ảnh viễn thám và

dữ liệu vector GIS nhưng lại có rất ít các công cụ tích hợp Cả hai loại dữ liệu trên

đã được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng nhưng các kỹ thuật tích hợp vẫn dựa trên việc chồng lớp hay chuyển đổi dữ liệu Các kĩ thuật tích hợp trên đã được báo cáo là

có nhiều chức năng khác nhau cũng như các vấn đề cần giải quyết khác nhau Hơn nữa, nếu như kỉ nguyên mới đang tới với các ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao được

sử dụng với các vai trò chủ động hơn, và khả năng phân tích các hiện tượng không gian sẽ trực tiếp dựa trên các nguồn dữ liệu ban đầu thông suốt, cho một cái nhìn tổng thể và hiện thời từ các ảnh này, khi đó các công cụ tích hợp mới sẽ cần phải được phát triển [18]

1.2.5 Khái quát về bản đồ chuyên đề

bề mặt, trong không gian, dưới lòng đất và cả những hiện tượng đó có thể biến đổi theo thời gian

Từ việc phân tích những đặc tính cơ bản và những yếu tố nội dung của bản

đồ địa lí mà các định nghĩa về bản đồ ngày càng chính xác và hoàn chỉnh hơn Định nghĩa của nhà bản đồ học người Nga K.A Salisev được mọi người thừa

nhận là đầy đủ và hoàn chỉnh nhất: “Bản đồ địa lí là mô hình kí hiệu hình tượng

không gian của các đối tượng, hiện tượng tự nhiên và xã hội, được thu nhỏ, được

tổng hợp hoá theo một cơ sở toán học nhất định, nhằm phản ánh vị trí, sự phân

bố không gian và mối tương quan giữa các đối tượng và hiện tượng và những biến đổi của chúng theo thời gian để thoả mãn mục đích yêu cầu đã định trước” [16]

Bản đồ địa lí chung bao gồm bản đồ địa hình (tỷ lệ lớn) và bản đồ địa lí khái quát (tỷ lệ nhỏ) Bản đồ địa hình là bản đồ mà mục tiêu chính là miêu tả và xác định thực thể của bề mặt trái đất một cách trung thực nhất mà nó có thể trong

sự giới hạn của tỉ lệ bản đồ Thực thể này có là tự nhiên hay nhân tạo Các thực thể được trình bày trên bản đồ địa hình dưới dạng vị trí, hình dạng và cao độ

Bản đồ địa hình thông thường được sử dụng cho nhiều mục tiêu ví dụ như:

- Quản lý hành chánh quốc gia

trong việc:

- Tìm phương hướng, hoa tiêu

- Qui hoạch

- Dự đoán sự phát triển

- Khai thác tài nguyên, khoáng sản

- Quản lý

- Giáo dục,…

c Nội dung bản đồ chuyên đề và phân loại bản đồ chuyên đề

* Nội dung bản đồ chuyên đề:

Bản đồ chuyên đề thể hiện rất chi tiết một mặt, một bộ phận của đối tượng hiện tượng Những đối tượng hiện tượng này tồn tại trên mặt đất, trong lòng đất, trong bầu khí quyển hoặc trong xã hội loài người Nội dung bản đồ chuyên đề thường hẹp hơn bản đồ địa lí chung nhưng nó đi sâu biểu hiện nội dung bên trong của các đối tượng, hiện tượng và những đặc điểm chi tiết của nó đều được thể hiện

rõ ràng chi tiết trên bản đồ

Nội dung của bản đồ rõ ràng liên quan đến mục tiêu sử dụng của nó Nội dung trong bản đồ chuyên đề bao gồm:

- Nội dung chính (chủ đề chính)

- Nội dung thứ hai (bản đồ nền, thông tin cơ bản của bản đồ)

- Yếu tổ phụ trợ (thông tin lề như chú thích, tỉ lệ, tiêu đề )

Nội dung chính bao gồm các yếu tố nói lên trọn vẹn chủ đề của bản đồ Ví

dụ nội dung chính của bản đồ khí hậu bao gồm nhiệt độ, lượng mưa, gió… của bản

đồ giao thông bao gồm các loại đường, các điểm dân cư (đầu mối giao thông) chính

Nội dung thứ hai bao gồm những yếu tố địa lí cơ sở để thể hiện nội dung chính Ví dụ: lưới toạ độ, địa hình, sông ngòi, địa mạo…

Yếu tố phụ, hổ trợ thường gồm các thông tin ngoài khung như tên bản đồ, bản chú giải, thanh tỉ lệ, biểu đồ, tranh ảnh minh hoạ…

1 Chính xác về vị trí

Độ chính xác của vị trí được vẽ trên bản đồ liên quan đến vị trí thực tế của

nó trên thực tế Độ chính xác này ảnh hưởng bởi:

3 Chính xác về cách thể hiện

Sự thể hiện của các biểu tượng trên bản đồ rất quan trong, nếu dùng sai biểu tượng thì có thể đánh lạc hướng của người sử dụng, hay làm mờ ranh giới của các vùng trên bản đồ

* Phân loại bản đồ chuyên đề:

Phân loại bản đồ phải đảm bảo tính hệ thống và nhất quán Tính hệ thống thể hiện ở chổ khi phân khái niệm chung thành khái niệm hẹp thì tổng các khái niệm hẹp phải bằng dung lượng của khái niệm chung Tính nhất quán thể hiện ở chổ phân loại phải theo một tiêu chí nhất định nghĩa là chỉ dựa vào một tiêu chuẩn trong suốt quá trình phân loại Phân loại bản đồ chuyên đề theo

1 Phân loại theo phạm vi lãnh thổ: Bản đồ thế giới, bản đồ bán cầu, đại

lục và đại dương, quốc gia, vùng, tỉnh, huyện, xã

2 Phân loại theo nội dung:

- Nhóm bản đồ hoàn cảnh tự nhiên:

- Nhóm bản đồ dân cư

- Nhóm bản đồ kinh tế

- Nhóm bản đồ văn hoá, hành chính, lịch sử, khoa học, giáo dục, y tế, thể thao và du lịch

3 Phân loại theo mục đích: phục vụ nghiên cứu khoa học, phục vụ nền

kinh tế quốc dân, phục vụ ngành giáo dục và văn hoá, phục vụ quốc phòng

4 Phân loại theo tỷ lệ

* Phân kiểu bản đồ chuyên đề:

Có nhiều tiêu chí để phân kiểu bản đồ chuyên đề

1 Theo tầm mở rộng của đề tài:

- Bản đồ thể hiện đầy đủ tính chất của hiện tượng địa lí gọi là bản đồ đại cương Ví dụ bản đồ nông nghiệp chung, bản đồ khí hậu

- Bản đồ thể hiện một phương diện nào đó của hiện tượng gọi là bản đồ ngành Ví dụ: bản đồ lúa, chăn nuôi… bản đồ gió, mưa…

Khái niệm này cũng mang tính chất tương đối Ví dụ bản đồ luyện kim là bản đồ ngành của bản đồ công nghiệp Bản đồ công nghiệp lại là bản đồ ngành của bản đồ kinh tế

2 Theo mức độ tổng quát hoá nội dung:

- Những bản đồ thể hiện đặc tính cụ thể, ví dụ: bản đồ nhiệt độ không khí của một địa phương

- Những bản đồ thể hiện những chỉ số đặc trưng, ví dụ bản đồ kinh tế xã hội chung

- Những bản đồ thể hiện một số hiện tượng liên quan mật thiết với nhau, ví dụ: bản đồ giáo khoa kinh tế

3 Theo mức độ khách quan của thông tin:

- Bản đồ quan trắc, điều tra đo đạc trực tiếp ngoài thực địa

- Bản đồ dẫn xuất hoặc chỉnh lí từ những bản đồ đã xuất bản

4 Theo xu hướng thực tiễn:

- Bản đồ kiểm kê phản ánh trạng thái hiện tại

- Bản đồ đánh giá

- Bản đồ động thái thể hiện sự biến động hiện tượng

- Bản đồ dự báo [16]

1.3 Tình hình nghiên cứu viễn thám và GIS trong việc thành lập bản đồ chuyên đề trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ chuyên đề trên thế giới

Việc sử dụng kết hợp viễn thám và GIS cho nhiều mục đích khác nhau đã trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới trong khoảng 30 năm trở lại đây GIS bắt đầu được xây dựng ở Canada từ những năm sáu mươi của thế kỷ 20 và đã được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau trên toàn thế giới Sau khi vệ tinh quan sát trái đất Landsat đầu tiên được phóng vào năm 1972, các dữ liệu viễn thám được xem là nguồn thông tin đầu vào quan trọng của GIS nhờ những tiến bộ về kỹ thuật của nó

Từ khi viễn thám lần đầu tiên được sử dụng vào những năm 70 của thế kỷ

20, các nước đang phát triển là đối tượng chính được quan sát bằng công nghệ này Nền kinh tế của những nước này thường dựa vào các hoạt động khai thác tài nguyên thiên nhiên, đôi khi, các bản đồ hoặc các dữ liệu sẵn có không chính xác hoặc đã lỗi thời, yêu cầu về độ chính xác cũng thấp hơn các bản đồ của các nước công nghiệp hoá hoặc chỉ tương thích với dữ liệu của các vệ tinh thế hệ đầu tiên Nhưng những biến đổi về môi trường đang diễn ra rất nhanh chóng (ví dụ: hoạt động tàn phá rừng, sự mở rộng các đô thị), do đó cần phải có những quan trắc đầy

đủ những thay đổi về hiện trạng tài nguyên thiên nhiên ở đây

Các nước trong cộng đồng chung Châu Âu (EC) đang sử dụng công nghệ viễn thám để trợ giúp hoàn thành những yêu cầu và uỷ thác của chính sách nông nghiệp EC phổ biến tới mọi nước Những yêu cầu này bao gồm xác định và đo đạc quá trình phát triển của các vụ mùa quan trọng ở Châu Âu, cung cấp dự đoán sản lượng sớm Quy trình đã được chuẩn hoá này nhằm thu thập thông tin dựa trên công nghệ viễn thám, phát triển và xác định thông qua dự án MARS (giám sát nông nghiệp bằng viễn thám)

Dự án sử dụng nhiều loại tư liệu viễn thám khác nhau, từ ảnh NOAA- AVHRR độ phân giải thấp đến ảnh radar độ phân giải cao và nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác Những dữ liệu này được sử dụng để phân loại mùa màng theo vùng để tiến hành kiểm kê, đánh giá tình trạng thực vật, ước tính sản lượng và cuối cùng dự đoán thống kê tương tự cho các vùng khác và so sánh kết quả Dữ liệu đa nguồn như cận hồng ngoại và radar được dùng trong dự án để làm tăng độ chính

xác phân loại Ảnh radar có thể cung cấp các thông tin khác so với ảnh cận hồng ngoại đặc biệt là cấu trúc thực vật, một đặc tính rất quan trọng khi phân biệt các loại mùa màng

Một trong những ứng dụng chính trong dự án này là sử dụng ảnh quang học

độ phân giải cao và ảnh radar để xác nhận các điều kiện của nhà nông khi có yêu cầu trợ giúp hoặc đền bù Công nghệ viễn thám được sử dụng để xác định khoanh vùng nghi ngờ để sau đó nghiên cứu trực tiếp bằng các phương pháp khác

Dữ liệu viễn thám còn phục vụ để phát triển và quản lý cơ sở dữ liệu thông tin địa chính, hiện trạng sử dụng đất và diện tích khoanh thửa

Công nghệ viễn thám có những thuộc tính cho phép giám sát tình trạng sức khoẻ mùa màng Một trong những ưu điểm của ảnh quang học cận hồng ngoại là

có thể nhìn dưới bước sóng nhìn thấy đến vùng hồng ngoại là bước sóng rất nhạy với sự phát triển tốt hay không tốt của cây trồng Ảnh viễn thám đồng thời cũng cho người dùng một cái nhìn tổng quan rất cần thiết về đất đai Những tiên bộ gần đây trong công nghệ và viễn thông đã cho phép nhà nông quan sát đồng ruộng của

họ qua ảnh viễn thám và có những quyết sách kịp thời trong việc quản lý cây trồng Viễn thám có thể trợ giúp người dùng xác định những cánh đồng đang bị quá khô hoặc quá ướt, bị sâu hại hoặc các phá hoại khác do thời tiết Cây trồng khoẻ mạnh sẽ chứa lượng lớn chlorophyll, hợp chất làm cho phần lớn các cây có màu xanh lục Phản xạ phổ vùng lam và đỏ sẽ thấp vì bị chất này hấp thụ hết Trong khi đó, phổ lam và gần hồng ngoại lại phản xạ mạnh Vì vậy, với những khu vực mùa màng bị phá hoại sẽ có một sự suy giảm đáng kể thành phần chlorophyll

và cấu trúc lá biến đổi Sự giảm chlorophyll có thể nhận rõ qua sự suy giảm phản

xạ vùng lam và cấu trúc bên trong của lá thay đổi nhận được qua sự giảm phản xạ vùng cận hồng ngoại Sự suy giảm phản xạ băng lục và hồng ngoại này cho ta công

trồng và sức sống của cây là những yếu tố ảnh hưởng mạnh mẽ đến NDVI Ví dụ điển hình là sự khác biệt giữa những cánh đồng được tưới tiêu và không được tưới tiêu Cánh đồng được tưới tiêu sẽ có màu xanh sáng trên ảnh tổ hợp màu thực, trong khi các vùng cây khô hạn sẽ có màu tối hơn Trên ảnh tổ hợp màu thật, phản

xạ kênh hồng ngoại được thể hiện màu đỏ nên những cây trồng khoẻ mạnh cũng sẽ thể hiện bằng màu đỏ sáng còn các cây khô hạn sẽ có phản xạ yếu hơn

Một trong những ví dụ ứng dụng giám sát mùa màng quốc tế, đó là ứng dụng viễn thám giám sát thiệt hại từ mọt đối với cây chà là đỏ ở vùng Trung Đông

Ở bán đảo Arab, chà là là loại cây phổ biến và là sản phẩm nông nghiệp quan trọng nhất Mọt chà là đỏ có thế phá hoại nhanh chóng mùa chà là và làm thiệt hại hàng trăm triệu đôla Công nghệ viễn thám được sử dụng để đánh giá sức khoẻ mùa chà

là thông qua phân tích phổ thực vật Các khu vực bị phá hoại sẽ có màu vàng đối với mắt thường, có phản xạ kém hơn đối với vùng cận hồng ngoại và phản xạ mạnh hơn với vùng đỏ so với các khu vực khoẻ mạnh Chính quyền hy vọng sẽ xác định được khu vực bị hại và cung cấp các phương tiện diệt trừ bọ và bảo vệ các khu vực khoẻ mạnh

Hệ thống thông tin mùa màng Canada: Bản đồ chỉ số mùa màng tổng hợp được tạo ra mỗi tuần từ ảnh NOAA-AVHRR tổ hợp Chỉ số NDVI thể hiện sức khoẻ mùa màng trong vùng đồng cỏ từ Manitora đến Alberta Những số liệu này được tính toán hàng tuần và so sánh với dữ liệu trong quá khứ để đánh giá những thay đổi về sức khoẻ và sự phát triển cây trồng

Năm 1988 hạn hán khắc nghiệt đã xảy ra trên khắp vùng đồng cỏ Chỉ số NDVI chiết xuất từ ảnh NOAA-AVHRR cho phép tiến hành phân tích vùng hạn hán và xác định ảnh hưởng của hạn hán đến mùa màng trên vùng bị hạn Các vùng màu đỏ và vàng là các vùng bị ảnh hưởng nặng còn màu lục là các vùng cây trồng vẫn phát triển bình thường Ta thấy rằng các vùng bình thường đều nằm ở khu vực mát hơn như Bắc Alberta (sông Hoà Binh) hay vùng cao nguyên (tây Alberta) Các vùng không phải là mùa màng (vùng núi khô hạn và vùng rừng) có màu đen trong vùng nghiên cứu

Viễn thám mang đến cho người sử dụng vô số công cụ giúp phân tích tốt hơn phạm vi và tỷ lệ của suy thoái rừng Tư liệu đa thời gian hỗ trợ công tác phân